선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이와 같이 홍삼, 복분자, 유산균, 치즈에 대한 각각의 연구는 보고되어 있으나, 복합 기능성 검증과 제품 개발 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 홍삼과 복분자 혼합물에 미생물 균주인 Lactobacillus plantarum A를 넣어 발효․첨가한 유제품이 항비만 천연소재의 가능성을 검증해 보기 위해 in vivo계에서 지질대사 영향에 대한 연구를 진행하였다.
제안 방법
- 4주 동안 홍삼과 복분자 혼합 발효물을 첨가한 치즈를 혼합한 고지방식이(HFD) 흰쥐에서 체중 증가량의 변화를 관찰하였다(Fig. 1). 4주 후 체중증가는 기본 사료를 섭취한 정상군(N)보다 HFD를 섭취한 대조군(C)에서 57.
- 본 동물실험에서의 실험군의 분류는 Table 1과 같으며, 실험에 사용한 모든 치즈분말은 임실치즈과학연구소에서 제공받아 사용하였고, Table 2의 사료배합 조성비와 Table 3의 치즈 성분조성비에 따라 동물사료 제조 회사인 피드랩(경기 구리)에 의뢰하여 실험식이를 제조하였다(N, C, NC, SC5, SC10). RB100, RB300군은 4주간 1일 1회 홍삼과 복분자 혼합 발효물을 각각 100 mg/kg, 300 mg/kg을 경구투여하였다. 체중은 실험개시와 실험 종료 후 측정하여 체중 증가량을 산출하였다.
- TG의 측정방법은 효소시액을 300 μL를 분주하고 혈청시료 20 μL를 분주하여 37℃에서 10분간 반응시킨 후 microplate reader(Molecular Device, VersaMax, USA)로 측정하였으며, 550 nm 파장에서 흡광도를 측정하여 함량을 계산하였다.
- cHDL의 측정방법은 혈청과 분리 시액을 200 μL씩 혼합하여 실온에서 10분간 방치한 후, 원심분리(3,000 rpm, 10분)한 다음 상청액 100 μL와 효소시액 300 μL를 혼합하여 37℃에서 5분간 반응시킨 다음 500 nm 파장에서 흡광도를 측정하여 함량을 계산하였다.
- 고정된 실험동물에서 위장관의 조직을 절취하여 paraffin 절편을 제작하는데 이용하였고, 간조직은 Bouin's solution(+20% sucrose)에 over night 한 후 냉동절편을 제작하였다.
- 절제한 부고환과 신장 주위지방 무게를 측정하여 총 지방 무게를 측정하였다(Chen 등 2017). 또한, 절취된 위장관 조직 중 위체부를 paraffin 절편 제작한 후 DAB 염색으로 위체부 주위 조직의 지방세포 크기변화를 현미경으로 관찰하였다.
- 실험동물에 각각의 해당 식이를 4주간 급여한 후, 12시간 동안 절식시킨 다음 ether 마취하에 심장에서 혈액을 채취하였다. 채취한 혈액은 응고시킨 후 원심분리(3,000 rpm, 4℃, 10분)혈청을 분리하였고, 부고환과 신장 주위의 지방조직을 절제하여 지방 무게를 측정하였다.
- 절제한 부고환과 신장 주위지방 무게를 측정하여 총 지방 무게를 측정하였다(Chen 등 2017). 또한, 절취된 위장관 조직 중 위체부를 paraffin 절편 제작한 후 DAB 염색으로 위체부 주위 조직의 지방세포 크기변화를 현미경으로 관찰하였다.
- 실험동물에 각각의 해당 식이를 4주간 급여한 후, 12시간 동안 절식시킨 다음 ether 마취하에 심장에서 혈액을 채취하였다. 채취한 혈액은 응고시킨 후 원심분리(3,000 rpm, 4℃, 10분)혈청을 분리하였고, 부고환과 신장 주위의 지방조직을 절제하여 지방 무게를 측정하였다. 일부 실험동물은 하대정맥을 절단 후 좌심방에 생리식염수를 주입하여 5분간 방혈 시키고, Bouin's solution을 주입하여 고정하였다.
- 혈청 중 adiponectin 농도의 측정은 anti-mouse adiponectin antibody가 코팅된 microplate의 well을 wash buffer(300 μL/well)로 3회 세척한 후, biotin conjugated anti adiponectin antibody(100 μL/well)를 첨가하여 30분간 반응하였다.
- 홍삼 추출물 분말과 복분자 추출물 혼합 발효는 각각의 분말을 0.125 g/mL 농도로 증류수 1 L에 미리 혼합, 멸균하였고, 멸균된 홍삼․복분자 혼합물에 1.0×108CFU/mL로 활성화시킨 L. plantarum A를 미리 배양한 배양액 100 mL를 접종 후 35℃, 5일간 배양한 후 동결건조하였다.
대상 데이터
- 홍삼 추출물 분말은 에탄올로 추출(3회), 감압농축(40~60℃)하여 농축액을 회수한 후 60~80℃에서 숙성(3일간), 살균(85℃, 2시간), 동결건조하여 사용하였다. 복분자 추출물 분말은 고창에서 수확한 성숙 복분자 중량의 10배의 물을 첨가하여 2시간 농축추출기(Cosmo 660, Kyungseo machine, Incheon, Korea)를이용해 100℃에서 2회 가열 추출하였고, 추출물은 여과․농축 후 동결건조(PVTFD10R, Ilsin-biobase, Dongducheon, Korea) 하여 사용하였다. 홍삼 추출물 분말과 복분자 추출물 혼합 발효는 각각의 분말을 0.
- 본 동물실험에서의 실험군의 분류는 Table 1과 같으며, 실험에 사용한 모든 치즈분말은 임실치즈과학연구소에서 제공받아 사용하였고, Table 2의 사료배합 조성비와 Table 3의 치즈 성분조성비에 따라 동물사료 제조 회사인 피드랩(경기 구리)에 의뢰하여 실험식이를 제조하였다(N, C, NC, SC5, SC10). RB100, RB300군은 4주간 1일 1회 홍삼과 복분자 혼합 발효물을 각각 100 mg/kg, 300 mg/kg을 경구투여하였다.
- 실험동물은 생후 7주령의 SD(Sprague Dawley)계 흰쥐(♂)를 다물사이언스에서 분양받아서 1주일간 적응시킨 후 사용하였으며, 난괴법으로 7마리씩 7군으로 배정하여 4주간 실험을 진행하였다. 실험동물은 온도 22±2℃, 습도 55±10%, light/dark 12시간의 조건에서 사육하였으며, 동물실험(승인번호; WS 2015-001)과정은 우석대학교 동물실험윤리위원회(WSIACUC: Woosuk University Institutional Animal Care and Use Committees) 지침에 따라 수행하였다.
- plantarum A를 미리 배양한 배양액 100 mL를 접종 후 35℃, 5일간 배양한 후 동결건조하였다. 이를 동물실험 시료로 사용하였다.
- 홍삼 분말은 건보(주)(진안), 복분자 분말은 베리 & 바이오식품연구소(고창), 균주인 Lactobacillus plantarum A(KFCC11611P)는 한국미생물보존센터(KCCM, Seoul)에서 공급받아 추출물을 발효하는데 사용하였다.
- plantarum A는 사용 전 발효를 위해 30℃, 24시간 DeMan-Rogosa-Sharpe(MRS, BD, Sparks, MD, USA) 증식배지로 미리 배양하였다. 홍삼 추출물 분말은 에탄올로 추출(3회), 감압농축(40~60℃)하여 농축액을 회수한 후 60~80℃에서 숙성(3일간), 살균(85℃, 2시간), 동결건조하여 사용하였다. 복분자 추출물 분말은 고창에서 수확한 성숙 복분자 중량의 10배의 물을 첨가하여 2시간 농축추출기(Cosmo 660, Kyungseo machine, Incheon, Korea)를이용해 100℃에서 2회 가열 추출하였고, 추출물은 여과․농축 후 동결건조(PVTFD10R, Ilsin-biobase, Dongducheon, Korea) 하여 사용하였다.
데이터처리
- Data are presented as the mean±S.D. a~c: Different letters are significantly different from each other among all the group at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
- 모든 데이터는 Mean±S.D.로 나타내었으며, 통계처리는 SPSS(Statistical Package for the Social Science, ver. 12.0)software를 이용하여, One-way ANOVA(one-way analysis of variance)를 실시한 후, 유의성은 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test 처리하였다.
이론/모형
- 간조직을 20 μm 두께로 microtome을 사용하여 절단한 후 free floating method를 이용하여 Oil red O 염색을 시행하였다(Bancroft 등 1996).
- 간조직의 지질 변화를 관찰하기 위해 Oil red O 염색법을 이용하여 간소엽(liver lobule)과 간소엽 사이 주위공간의 지질입자를 관찰하였다(Fig. 4, 5). 간소엽의 지질입자는 치즈급여군에서는 C군과 비교해 지질입자는 전반적으로 균일하게 배열되어 있으며, 크기는 감소하여 N군과 비슷하게 관찰되었다.
- HRP conjugated streptavidin solution(100 μL/well)을 첨가하여 30분 동안 실온에서 반응시킨 다음 세척(3회)하고, 기질용액을 100 μL/well 가하여 실온(차광)에서 30분간 발색 후, stop solution(100 μL/well)을 가하여 반응을 정지시킨 다음 microplate reader(Molecular Device, VersaMax, USA)로 450 nm에서 측정하였다. 혈청 내 leptin과 insulin 농도의 측정은 adiponectin과 같은 방법으로 측정하였다.
- 혈청 내 비만관련 호르몬 함량 측정은 adiponectin kit(mouse/rat adiponectin ELISA kit, Shibayagi, Japan), leptin kit(mouse leptin ELISA kit, KOMA biotech, Korea) 및 insulin kit(mouse insulin ELISA kit, Shibayagi, Japan)를 사용하여 sandwich ELISA method를 이용하였다(Engvall and Perlmann, 1972). 혈청 중 adiponectin 농도의 측정은 anti-mouse adiponectin antibody가 코팅된 microplate의 well을 wash buffer(300 μL/well)로 3회 세척한 후, biotin conjugated anti adiponectin antibody(100 μL/well)를 첨가하여 30분간 반응하였다.
- 혈청 지질(TG, tChol, cHDL)과 glucose 함량의 측정은 아산제약 enzymatic kit(Asan Pharmaceutical Co, Korea)를 사용하여 측정하였다(Young, 1995). TG의 측정방법은 효소시액을 300 μL를 분주하고 혈청시료 20 μL를 분주하여 37℃에서 10분간 반응시킨 후 microplate reader(Molecular Device, VersaMax, USA)로 측정하였으며, 550 nm 파장에서 흡광도를 측정하여 함량을 계산하였다.
성능/효과
- 4주 후 체중증가는 기본 사료를 섭취한 정상군(N)보다 HFD를 섭취한 대조군(C)에서 57.3%만큼 유의성 있게 증가하였고(p<0.05), 치즈 급여군에서는 치즈대조군(NC)에 비해 SC5, SC10군에서 각각 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- Glucose의 함량은 치즈급여군에서는 NC군에 비해 SC5 및 SC10군에서는 각각 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 05). SC5군과 SC10군은 C군에 비교해도 모두 유의적으로 감소한 것을 확인하였다. 혈청 내 인슐린 함량은 체중 및 내장지방의 증가에 따라 증가하며(Lee 등 2008b), C군의 인슐린 농도의 증가는 내장지방의 증가와 관련이 있어 보이며, 전체적으로 모든 실험군에서 C 군에 비해 유의적으로 감소하여 항비만 개선에 영향을 주는 것으로 확인하였다.
- TG함량은 C군이 N군에 비교하여 유의성 있게 증가하였고(p<0.05), 치즈급여군에서는 NC군에 비해 SC5군에서 유의성 있게 감소하였다(p<0.05).
- 각 군의 내장지방 증가량은 전체적으로 C군에 비해 감소하였고, 치즈급여군에서는 SC5군만 NC군에 비해 유의성 있게 감소하였다(p<0.05).
- 간소엽의 지질입자는 치즈급여군에서는 C군과 비교해 지질입자는 전반적으로 균일하게 배열되어 있으며, 크기는 감소하여 N군과 비슷하게 관찰되었다. 경구 투여군에서도 C군에 비해 현저하게 지질입자가 감소하였으나, RB100군이 RB300군에 비해 입자의 분포 및 크기가 감소하였다. 또한, 간소엽 주위공간의 지질입자에서는 SC5군은 NC군과 유사하였으나, SC10군에 비해 지질입자의 분포가 미약하게 관찰되었다.
- 또한, 간소엽 주위공간의 지질입자에서는 SC5군은 NC군과 유사하였으나, SC10군에 비해 지질입자의 분포가 미약하게 관찰되었다. 경구 투여군에서도 C군에 비해 현저하게 지질입자가 감소하였으며, RB100군이 RB300군에 비해 입자의 분포 및 크기가 현저하게 감소하였다. 특히 SC5와 RB100군의 간조직에서는 C군에 비해 침착된 지질입자가 미약하게 관찰되어 간조직의 지질 축적의 억제 효과가 있는 것으로 사료되었으며, 간소엽 사이 주위공간의 지질입자 염색에서도 간소엽의 결과와 유사였다.
- 위 체부 주위 지방세포 크기를 DAB로 발색시켜 관찰한 결과, 지방세포의 크기는 치즈급여군이 C군에 비해 모두 감소하였고, SC5군은 SC10군보다 감소하였다. 경구투여군 중 RB300군은 C군과 유사하였으나, RB100군은 지방세포의 크기가 C군에 비하여 감소하였다(Fig. 3).
- 고지방식이를 섭취한 동물실험에서 홍삼과 복분자 혼합발효물과 이 혼합발효물을 첨가한 치즈를 먹인 흰쥐의 항비만 실험 결과로는 체중, 총 내장지방 무게, 위체부 지방세포의 크기, 간세포 내 지질 축적, 혈액 내 생화학적 지표인 TG, tChol, glucose의 농도, 혈청 내 지방관련 단백질과 호르몬인 insulin과 leptin의 농도는 감소하고, cHDL, adiponectin의 농도는 증가하여 항비만 개선 효과를 확인하였다. 따라서 홍삼과 복분자 혼합발효물은 항비만 개선 기능성식품 소재로서 시사하는 바가 크며, 추후에는 혼합물 용량에 따른 효과, 항비만 메커니즘 등이 심도 있게 연구되어야 할 것으로 사료된다.
- 경구 투여군에서도 C군에 비해 현저하게 지질입자가 감소하였으나, RB100군이 RB300군에 비해 입자의 분포 및 크기가 감소하였다. 또한, 간소엽 주위공간의 지질입자에서는 SC5군은 NC군과 유사하였으나, SC10군에 비해 지질입자의 분포가 미약하게 관찰되었다. 경구 투여군에서도 C군에 비해 현저하게 지질입자가 감소하였으며, RB100군이 RB300군에 비해 입자의 분포 및 크기가 현저하게 감소하였다.
- 또한, 홍삼과 복분자 혼합 발효물만 경구투여한 RB100군, RB300군에서는 각각 C군에 비해 유의성 있게 감소하였다(p<0.05).
- 마우스 희생 후 부고환과 신장 주위지방 무게를 합한 총 내장지방 무게는 기본 사료를 섭취한 N군에서는 4.6±0.8 g이었으나, HFD를 섭취한 C군은 N군에 비해 3배 이상 유의성 있게 증가하여(p<0.05) HFD로 비만이 유도됨을 확인하였다.
- 본 실험에서 혈청 중 adiponectin, leptin, insulin의 함량 측정한 결과(Table 5), adiponectin 농도는 치즈급여군에서는 NC군에 비해 SC5군과 SC10군에서 모두 유의적 증가를 나타냈으며, 특히 SC5군에서 adiponectin의 농도가 높게 증가하였다(p<0.05).
- 본 실험에서 혈청 중 insulin의 농도는 치즈급여군에서는 NC군에 비해 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 혈중에서 leptin은 에너지가 과잉 축적될 때 농도는 증가하고, leptin의 농도가 감소할수록 체중 및 체지방량이 감소하여 지방세포의 저장이 감소된다(Maffei 등 1995)는 보고와 일치함을 확인하였다. 본 실험에서도 고지방식이로 비만이 유도된 흰쥐에 혼합 발효물을 첨가한 치즈를 급여한 결과는 leptin의 농도는 감소하였고, adiponectin의 농도는 증가시켜 혈중 지질대사 호르몬의 농도를 조절시킴을 확인하였다.
- 위 체부 주위 지방세포 크기를 DAB로 발색시켜 관찰한 결과, 지방세포의 크기는 치즈급여군이 C군에 비해 모두 감소하였고, SC5군은 SC10군보다 감소하였다. 경구투여군 중 RB300군은 C군과 유사하였으나, RB100군은 지방세포의 크기가 C군에 비하여 감소하였다(Fig.
- 2). 이상의 실험 결과, 홍삼 복분자 혼합발효물을 첨가한 치즈를 사료에 혼합하여 급여하거나(SC군), 경구 투여시(RB군) 체중증가량과 내장지방이 감소하는 것을 확인하였다. Choi 등(2014)은 복분자 추출물은 내장지방의 지방세포의 크기를 감소시킨다고 하였고, Hwang 등(2009)은 홍삼의 사포닌 성분 중 Rg3가 지방세포의 분화를 억제한다고 하였다.
- 특히 SC5와 RB100군의 간조직에서는 C군에 비해 침착된 지질입자가 미약하게 관찰되어 간조직의 지질 축적의 억제 효과가 있는 것으로 사료되었으며, 간소엽 사이 주위공간의 지질입자 염색에서도 간소엽의 결과와 유사였다. 이상의 실험 결과는 Yoo 등(2013)이 비만사료를 급여하면서 L. plantarum과 L. curvatus를 혼합하여 투여하면 간과 지방조직 내 지질의 축적을 감소시키고, 간과 혈청 내 콜레스테롤을 줄여주어 간의 TG를 감소시킨다고 하였는데, 이는 간에서 여러 가지 지방산 합성 효소의 유전자 발현을 억제하고, 지방산 산화 관련 효소와 관련된 유전자의 발현을 감소시킨다고 함으로써 본 실험에서도 유산균, 홍삼 및 복분자 추출물에 의하여 고지방 사료에 의한 지방축적과 대사변화 등을 야기하여 간 내 지질의 축적을 감소시킨 것으로 사료되었다.
- 05). 이상의 실험 결과로 고지방식이에 의해 비만이 유도된 흰쥐의 TG, tChol은 감소하였으나, cHDL의 함량이 증가한 것으로 보아 지질대사 개선 효과가 있음(Lee 등 2015a)을 확인하였다.
- 05). 이상의 실험결과는 홍삼 복분자 발효물이 혈당을 낮출 수 있다는 보고(Kim 등 2010)와 유사하였고, 홍삼 복분자 혼합발효물을 첨가한 치즈를 혼합한 고지방식이군과 경구투여군(RB군) 혈청에서도 TG, tChol, glucose의 농도는 감소, cHDL의 농도는 증가시켜 지질대사의 개선 효과가 있음을 확인하였다.
- 경구 투여군에서도 C군에 비해 현저하게 지질입자가 감소하였으며, RB100군이 RB300군에 비해 입자의 분포 및 크기가 현저하게 감소하였다. 특히 SC5와 RB100군의 간조직에서는 C군에 비해 침착된 지질입자가 미약하게 관찰되어 간조직의 지질 축적의 억제 효과가 있는 것으로 사료되었으며, 간소엽 사이 주위공간의 지질입자 염색에서도 간소엽의 결과와 유사였다. 이상의 실험 결과는 Yoo 등(2013)이 비만사료를 급여하면서 L.
- 혈청 중 cHDL 함량은 치즈급여군에서는 NC군에 비해 SC5군과 SC10군은 유의성 있게 증가하였다(p<0.05).
- 홍삼 복분자 혼합발효물을 투여한 RB100과 RB300 군은 C군에 비해 모두 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
- 홍삼과 복분자 혼합발효물을 투여한 RB100과 RB300군은 각각 C군에 비해 유의성 있게 감소하였다(p<0.05).
- 홍삼과 복분자 혼합발효물을 투여한 RB100과 RB300군은 각각 C군에 비해 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
후속연구
- 고지방식이를 섭취한 동물실험에서 홍삼과 복분자 혼합발효물과 이 혼합발효물을 첨가한 치즈를 먹인 흰쥐의 항비만 실험 결과로는 체중, 총 내장지방 무게, 위체부 지방세포의 크기, 간세포 내 지질 축적, 혈액 내 생화학적 지표인 TG, tChol, glucose의 농도, 혈청 내 지방관련 단백질과 호르몬인 insulin과 leptin의 농도는 감소하고, cHDL, adiponectin의 농도는 증가하여 항비만 개선 효과를 확인하였다. 따라서 홍삼과 복분자 혼합발효물은 항비만 개선 기능성식품 소재로서 시사하는 바가 크며, 추후에는 혼합물 용량에 따른 효과, 항비만 메커니즘 등이 심도 있게 연구되어야 할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.